АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, том 92, № 8, с. 665-668
УДК 523.64-864+523.62-726
КОМЕТНЫЕ ХВОСТЫ ТИПА I И СОЛНЕЧНЫЙ ВЕТЕР В ЭПОХУ МАУНДЕРОВСКОГО МИНИМУМА
© 2015 г. Р. А. Гуляев*
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова Российской академии наук, Москва, Троицк, Россия Поступила в редакцию 17.02.2015 г.; принята в печать 13.03.2015 г.
Выполнен первичный анализ архивных материалов по наблюдениям комет в эпоху маундеровского минимума (1645—1715 гг.). Показано, что конфигурации кометных хвостов, наблюдавшихся в те годы, определенно свидетельствуют о присутствии солнечного ветра. Тем самым подтверждаются выводы, полученные ранее другими авторами, о перманентном существовании солнечного ветра, в том числе и в период маундеровского минимума.
DOI: 10.7868/80004629915080034
1. ВВЕДЕНИЕ
Архивные материалы по наблюдениям комет и полных солнечных затмений могут служить косвенным источником информации о физическом состоянии солнечной атмосферы и межпланетной среды в прошлом. Эдди [1] изучил отчеты о наблюдениях солнечных затмений, содержащиеся в старых журналах и архивах обсерваторий, и обнаружил, что в период маундеровского минимума (1645—1715 гг.) солнечная корона выглядела совсем не так, как в наши дни. За этот период произошло более 60 полных солнечных затмений. Из них 8 затмений были видны вблизи европейских обсерваторий и наблюдались весьма тщательно. Все астрономы, наблюдавшие эти затмения, дают сходные описания: Луну окружало узкое тусклое кольцо красноватого цвета. Ни один из наблюдателей (а среди них был такой выдающийся наблюдатель, как Дж. Кассини) не описал короны серебристого цвета с расходящимися лучами. Первое описание и первые зарисовки лучистой короны относятся к затмению 3 мая 1715г. Эдди [1] приходит к следующему выводу: вероятно, во время маун-деровского минимума лучистая солнечная корона полностью отсутствовала, а тусклое красноватое кольцо относилось к F-короне, т.е. к зодиакальному свету [1, 2]. Если это так, то возникает вопрос: а существовал ли солнечный ветер в те периоды времени, когда не было солнечной короны. Ответ на этот вопрос может дать анализ конфигураций кометных хвостов, наблюдавшихся в те годы.
E-mail: rgulyaev@izmiran.ru
Вопрос о существовании солнечного ветра в условиях очень низкой солнечной активности обсуждался разными авторами (см., например, [3— 5]). Общий вывод сводится к тому, что солнечный ветер существует перманентно, независимо от уровня солнечной активности. Такой вывод основывается на анализе косвенных свидетельств (содержание углерода-14 в кольцах деревьев и др.) с опорой на современные представления о природе солнечного ветра. Однако есть прямые наблюдательные данные, позволяющие судить о присутствии солнечного ветра независимо от теоретических предпосылок. Это зарисовки кометных хвостов.
2. КОМЕТЫ В ПЕРИОД МАУНДЕРОВСКОГО МИНИМУМА
Согласно классификации Ф.А. Бредихина, ко-метные хвосты подразделяются на 3 основных типа. Хвосты типа I длинные, почти прямые, ориентированные приблизительно в радиальном направлении от Солнца. Сейчас известно, что они имеют плазменную природу и состоят в основном из молекулярных ионов (CO+ и др.). Широкие, изогнутые хвосты относятся к типам II и III и состоят главным образом из пылевых частиц. Многочисленные исследования показали, что наличие у кометы хвоста типа I является достаточным (но не необходимым) условием присутствия солнечного ветра. Именно анализ поведения вещества в хвостах типа I позволил Бирману [6] и другим авторам сформулировать представление о перманентном присутствии радиального потока солнечного вещества всюду вокруг Солнца в межпланетном пространстве и отсутствии там покоящейся
666
ГУЛЯЕВ
Рис. 1. Комета 1652 г. (заимствовано из "Кометографии" Гевелия [7]).
среды. Позднее Е. Паркер (E. Parker) дал первое теоретическое обоснование этой концепции.
Мы проанализировали описания и зарисовки комет, наблюдавшихся в эпоху маундеровского минимума. Первый каталог комет с подробными описаниями и зарисовками принадлежит Геве-лию [7], опубликовавшему свой труд "Кометогра-фия" в 1668 г. В том же году Любенецкий [8] опубликовал большой обзор по наблюдениям комет 1664 и 1665 гг. Широко известна двухтомная "Ко-метография" Пингре [9]. Наконец, недавно появилась пятитомная "Кометография" Кронка [10]; интересующий нас период отражен в 1 -м томе этого
издания. Помимо перечисленных источников, мы использовали данные из каталога Всехсвятского [11], а также описания и зарисовки отдельных комет, содержащиеся в старых журналах "Philosophical Transactions" и "Astronomische Nachrichten".
За 70 лет маундеровского минимума наблюдалось более 20 комет. Среди них были большие и яркие кометы, например, комета Галлея (1682 г.). Как оказалось, у большинства комет хвосты типа I определенно были. Для наглядности на рис. 1 — 3 представлено несколько зарисовок комет с подобными хвостами из книг Гевелия [7] и Любе-нецкого [8]. Отметим также картину голландского
КОМЕТНЫЕ ХВОСТЫ ТИПА I
667
Рис. 2. Комета 1661 г. (заимствовано из "Кометографии" Гевелия [7]).
художника Л. Версхойера "Великая комета 1680 г. над Роттердамом" (http://apod.nasa.gov/apod/ ap131028.html). Таким образом, мы имеем прямое наблюдательное свидетельство существования солнечного ветра в эпоху маундеровского минимума. В дальнейшем можно попытаться оценить скорость солнечного ветра по смещению отдельных деталей в хвостах комет. К сожалению, это
достаточно сложная задача, поскольку в хвостах типа I трудно выделить более или менее выраженные детали, повторяющиеся со смещением ото дня ко дню.
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ материалов по кометам 1645—1715 гг. подтверждает концепцию перманентного суще-
Рис. 3. Комета 1665 г. (заимствовано из обзора Любенецкого [8]).
ствования солнечного ветра. В период маунде-ровского минимума солнечный ветер присутствовал, даже если солнечная корона отсутствовала или была сильно ослаблена. Это обстоятельство обостряет проблему происхождения солнечного ветра.
Автор благодарит рецензента за конструктивные замечания, способствовавшие улучшению статьи. Работа поддержана грантами Российского фонда фундаментальных исследований 12-0200008, 14-02-92690.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. J. A. Eddy, Science 192, 1189(1976).
2. J. A. Eddy, Sci. Amer. 236, No. 5, 80 (1977).
3. S. T. Suess, Planet. and Space Sci. 27, 1001 (1979).
4. Y. M. Wang and N. L. Sheeley, Astrophys. J. 764, 90 (2013).
5. I. S. Veselovsky, Geomagn. and Aeron. 49, 1148 (2009).
6. L. Biermann, Z. Astrophys. 29, 274 (1951).
7. J. Hevelius, Johannis Hevelii Cometographia, Tto-tam Naturam Cometarum; Utpote Sedem, Parallaxes, Distantias, Ortum & Interitum, Capi-tum, Caudarumq diversas facies, affectionesq, Nec Non Motum eorum summe admirandum, Beneficio unius, ejusq fixw, & convenientis hypotheseos exhibens. In quci, Universa insuper Phanomena, Quastionesque de Cometis omnes, rationibus evidentibus deducuntur, demonstran-tur, Ac Iconibus aeri incisis plurimis illustrantur.
Cumprimis vero, Comet œ Anno 1652, 1вв1, 1вв4 & 1вв5 ab ipso Auctore, summo studio observati, aliquanto prolixiùs, pensiculatiusq exponuntur, expendentur, atq rigidissimo calculo subjiciuntur. Accessit, Omnium Cometarum, à Mundo condito hucusque ab Historicis, Philosophis, & Astronomis annotatorum, Historia, Notis & Animadversion-ibus Auctoris locupletata, cum peculiari Tabula Cometarum Universali (Gedani: Auctoris Typis, & Sumptibus, 1668).
8. S. Lubieniecki, Stanislai de Lubienietz Theatrum cometicum daubus partibus constans: quarum altera frequenti Senatu Philosophico conspicua, cometas anni 1вв4 & 1вв5 variis Virorum per Europam Clariss cum quibus auctor de hoc argumento contulit, observationibus, dissertation-ibus, animadversionibus descriptos & quinquagin-ta novem figuris aeneis illustratos, exhibet: quibus immista sunt varia Philosophica & Christiana ex-empla & monita, ad vitae melius degendae usum cuicunque hominum generi convenientia (Amstelo-dami: Typis D. Baccamude, Apud F. Cuperum, 1666— 1668).
9. A. Pingre, Cometographie, ou Traite historique et theoretique des come tes. Tome Second (Paris, De L'Imprimerie Royale, 1784).
10. G. W. Kronk, Cometography. A Catalog of Comets. Volume 1: Ancient — 1799 (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999).
11. С.К. Всехсвятский, Физические характеристики комет (М.: Физматлит, 1958).
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.